通常來說外部電源為 FPGA 或者 CPLD 內(nèi)部和外部正常工作提供電能源。實(shí)施電源方案時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該明確知道這些供電電源 （ 也稱為“軌式電源” ） 的總功率。而且，和器件外部消耗的總功率相比，設(shè)計(jì)人員還需要考慮器件內(nèi)部實(shí)際消耗的總功率 （ 稱為“熱功率”或者“耗散功率” ） ，例如，外部輸出電容負(fù)載和平衡電阻匹配網(wǎng)絡(luò)的功耗。

　　一、FPGA 使用的電源類型

　　FPGA 電源要求輸出電壓范圍從 1.2V 到 5V，輸出電流范圍從數(shù)十毫安到數(shù)安培。可用三種電源：低壓差（LDO）線性穩(wěn)壓器、開關(guān)式 DC-DC 穩(wěn)壓器和開關(guān)式電源模塊。最終選擇何種電源取決于系統(tǒng)、系統(tǒng)預(yù)算和上市時(shí)間要求。如果電路板空間是首要考慮因素，低輸出噪聲十分重要，或者系統(tǒng)要求對(duì)輸入電壓變化和負(fù)載瞬變做出快速響應(yīng)，則應(yīng)使用 LDO 穩(wěn)壓器。LDO 功效比較低（因?yàn)槭蔷€性穩(wěn)壓器），只能提供中低輸出電流。輸入電容通常可以降低 LDO 輸入端的電感和噪聲。LDO 輸出端也需要電容，用來處理系統(tǒng)瞬變，并保持系統(tǒng)穩(wěn)定性。也可以使用雙輸出 LDO，同時(shí)為 VCCINT 和 VCCO 供電。如果在設(shè)計(jì)中效率至關(guān)重要，并且系統(tǒng)要求高輸出電流，則開關(guān)式穩(wěn)壓器占優(yōu)勢(shì)。開關(guān)電源的功效比高于 LDO，但其開關(guān)電路會(huì)增加輸出噪聲。與 LDO 不同，開關(guān)式穩(wěn)壓器需利用電感來實(shí)現(xiàn) DC-DC 轉(zhuǎn)換。

　　二、FPGA 的特殊電源要求

　　為確保正確上電，內(nèi)核電壓 VCCINT 的緩升時(shí)間必須在制造商規(guī)定的范圍內(nèi)。對(duì)于一些 FPGA，由于 VCCINT 會(huì)在晶體管閾值導(dǎo)通前停留更多時(shí)間，因此過長(zhǎng)的緩升時(shí)間可能會(huì)導(dǎo)致啟動(dòng)電流持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間。如果電源向 FPGA 提供大電流，則較長(zhǎng)的上電緩升時(shí)間會(huì)引起熱應(yīng)力。ADI 公司的 DC-DC 穩(wěn)壓器提供可調(diào)軟啟動(dòng)，緩升時(shí)間可以通過外部電容進(jìn)行控制。緩升時(shí)間典型值在 20ms 至 100ms 范圍內(nèi)。許多 FPGA 沒有時(shí)序控制要求，因此 VCCINT、VCCO 和 VCCAUX 可以同時(shí)上電。如果這一點(diǎn)無法實(shí)現(xiàn)，上電電流可以稍高。時(shí)序要求依具體 FPGA 而異。對(duì)于一些 FPGA，必須同時(shí)給 VCCINT 和 VCCO 供電。對(duì)于另一些 FPGA，這些電源可按任何順序接通。多數(shù)情況下，先給 VCCINT 后給 VCCO 供電是一種較好的做法。當(dāng) VCCINT 在 0.6V 至 0.8V 范圍內(nèi)時(shí)，某些 FPGA 系列會(huì)產(chǎn)生上電涌入電流。在此期間，電源轉(zhuǎn)換器持續(xù)供電。這種應(yīng)用中，因?yàn)槠骷柰ㄟ^降低輸出電壓來限制電流，所以不推薦使用返送電流限制。但在限流電源解決方案中，一旦限流電源所供電的電路電流超過設(shè)定的額定電流，電源就會(huì)將該電流限制在額定值以下。

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